Mechanisms and strategies of cellular tolerance to salinity (NaCl) in plants

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作者
Hanana, Mohsen [1 ]
Hamrouni, Lamia [2 ]
Cagnac, Olivier [3 ]
Blumwald, Eduardo [4 ]
机构
[1] Ctr Biotechnol Borj Cedria, Hammam Lif 2050, Tunisia
[2] INRGREF, Lab Ecophysiol & Ameliorat Sylvo Pastorale, Ariana 2080, Tunisia
[3] Cellular & Mol Biol Plants Estac Expt Zaidin, Dept Biochem, Granada, Spain
[4] Univ Calif Davis, Dept Plant Sci, Davis, CA 95616 USA
来源
ENVIRONMENTAL REVIEWS | 2011年 / 19卷
关键词
ion homeostasis; osmoregulation; salinity tolerance; sodium exclusion; stress cellular signalization; vacuolar compartmentation; VACUOLAR NA+/H+ ANTIPORTER; ACTIVATED PROTEIN-KINASE; TRANSGENIC TOBACCO SEEDLINGS; IMPROVING SALT TOLERANCE; ABSCISIC-ACID; ARABIDOPSIS-THALIANA; STRESS TOLERANCE; GENE-EXPRESSION; DELTA(1)-PYRROLINE-5-CARBOXYLATE SYNTHETASE; SIGNAL-TRANSDUCTION;
D O I
10.1139/A11-003
中图分类号
X [环境科学、安全科学];
学科分类号
08 ; 0830 ;
摘要
Le probleme de la salinite est multiple, car en plus de la toxicite des ions Na+ et Cl- (dissous dans l'eau d'irrigation ou presents dans la solution du sol) et de la perturbation de la nutrition minerale (suite aux interactions entre les ions), les plantes ont du mal a absorber l'eau du sol du fait de sa pression osmotique elevee, et cela se traduit par un stress hydrique en plus du stress salin, compliquant et alterant ainsi de fa on exponentielle leur etat physiologique. Les cellules tendent par consequent a ajuster leur propre potentiel hydrique en retablissant l'homeostasie ionique cellulaire, que ce soit par la compartimentation vacuolaire des ions toxiques (Na+ et Cl-) absorbes et (ou) leur exclusion hors de la cellule. En revanche, si cela n'est pas suffisant, la plante devra utiliser un autre moyen pour faire face au stress salin, qui consiste a synthetiser et accumuler des solutes organiques osmoprotecteurs, principalement des composes amines et des sucres. Sur le plan energetique, cette strategie osmotique est beaucoup plus couteuse que la regulation de l'homeostasie ionique. D'autre part, une forte concentration saline dans le sol induit chez la plante la production de formes actives d'oxygene qui provoquent un stress oxydatif dont la reduction des dommages pourrait se faire par le biais de la production d'antioxydants. Ces principales reactions cellulaires elaborees par la plante afin de faire face et de s'adapter au stress salin sont inevitablement precedees par une cascade d'elements de signalisation et de regulation qui peuvent emprunter differentes voies impliquant notamment celle du calcium, de l'acide abscissique (ABA), des "mitogen-activated protein kinases" (MAPKinases), des proteines "salt overly sensitive" (SOS) et de l'ethylene.
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